【高等数学笔记-极限(3)】无穷大与无穷小
无穷小
某一函数在某一极限过程中的极限为0,则称该函数是在这一极限过程中的无穷小量;
函数f(x)f(x)f(x)满足以下极限之一:
limx→x0f(x)=0或limx→∞f(x)=0 \lim_{x\to x_0}f(x)=0\quad 或 \quad \lim_{x\to\infty}f(x)=0 x→x0limf(x)=0或x→∞limf(x)=0
则称函数f(x)f(x)f(x)为x→x0x\to x_0x→x0或x→∞x\to\inftyx→∞过程中的无穷小量;
或者说函数f(x)f(x)f(x)当x→x0x\to x_0x→x0(或x→∞x\to\inftyx→∞)时,极限为零,则称f(x)f(x)f(x)为x→x0x\to x_0x→x0(或x→∞x\to\inftyx→∞)时的无穷小;
例
- f(x)=x2,在x→0时,f(x)f(x)=x^2,在x\to0时,f(x)f(x)=x2,在x→0时,f(x)为无穷小量;因为:limx→0x2=0\lim_{x\to 0}x^2=0limx→0x2=0
- f(x)=x2,在x→1时,f(x)f(x)=x^2,在x\to1时,f(x)f(x)=x2,在x→1时,f(x)不是无穷小量;因为:limx→1x2=1\lim_{x\to 1}x^2=1limx→1x2=1
- f(x)=1/x,在x→∞时,f(x)f(x)=1/x,在x\to\infty时,f(x)f(x)=1/x,在x→∞时,f(x)为无穷小量;因为:limx→∞1/x=0\lim_{x\to \infty}1/x=0limx→∞1/x=0
- f(x)=1/x,在x→0时,f(x)f(x)=1/x,在x\to0时,f(x)f(x)=1/x,在x→0时,f(x)不是无穷小量;因为:limx→01/x\lim_{x\to 0}1/xlimx→01/x不存在
- 描述无穷小必须描述其极限过程
- 常值函数f(x)=0f(x)=0f(x)=0,在任意的极限过程中,都是无穷小量;通常写为0是无穷小量;
- 定理:自变量在同一过程中x→x0x\to x_0x→x0或x→∞x\to\inftyx→∞,函数f(x)f(x)f(x)具有极限AAA的充要条件是f(x)=A+αf(x)=A+\alphaf(x)=A+α,其中α\alphaα是无穷小;
极限可以理解为y在极限过程中逐渐趋近于某个值:A
无穷小…y在极限过程中逐渐趋于0
那么极限就是 无穷小+A;其中无穷小表达了极限过程中的趋近含义,A代表与无穷小的偏差是多少
- 在同一自变量的变化过程中,有无穷小量α,β\alpha,\betaα,β;则有
| 计算方式 | 结果 | 原因示例 |
|---|---|---|
| α+β\alpha + \betaα+β | 无穷小 | 例如 x+x2→0x + x^2 \to 0x+x2→0(x→0x \to 0x→0) |
| α−β\alpha - \betaα−β | 无穷小 | 例如 x−x2→0x - x^2 \to 0x−x2→0 |
| α⋅β\alpha \cdot \betaα⋅β | 无穷小 | 例如 x⋅x=x2→0x \cdot x = x^2 \to 0x⋅x=x2→0 |
| αβ\frac{\alpha}{\beta}βα | 无定式 | 例如 x2x→0\frac{x^2}{x} \to 0xx2→0,xx→1\frac{x}{x} \to 1xx→1,xx2→∞\frac{x}{x^2} \to \inftyx2x→∞ |
无穷大
若某一函数在其某一极限过程中趋于无穷,则称该函数是这一极限过程中的无穷大量;
函数f(x)f(x)f(x)满足以下极限之一:
limx→x0f(x)=∞或limx→∞f(x)=∞ \lim_{x\to x_0}f(x)=\infty \quad 或 \quad \lim_{x\to\infty}f(x)=\infty x→x0limf(x)=∞或x→∞limf(x)=∞
则称函数f(x)f(x)f(x)为x→x0x\to x_0x→x0或x→∞x\to\inftyx→∞过程中的无穷大量;(这个极限过程也可以是左右极限的极限过程)
例
- f(x)=1x2,在x→0时,f(x)f(x)=\frac{1}{x^2},在x\to0时,f(x)f(x)=x21

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